Guía docente de Análisis, Medida y Modelización del Recurso Solar y Eólico (M40/56/1/41)

Curso 2022/2023
Fecha de aprobación por la Comisión Académica 18/07/2022

Máster

Máster Universitario en Geofísica y Meteorología

Módulo

Módulo de Meteorología

Rama

Ciencias

Centro Responsable del título

Escuela Internacional de Posgrado

Semestre

Primero

Créditos

5

Tipo

Optativa

Tipo de enseñanza

Presencial

Profesorado

  • María José Granados Muñoz
  • Antonio David Pozo Vazquez
  • José Antonio Ruiz Arias

Horario de Tutorías

María José Granados Muñoz

Email
Anual
  • Jueves 10:00 a 13:00 (Iista-Ceama)
  • Viernes 10:00 a 13:00 (Iista-Ceama)

Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)

Fuentes de energía, energías fósiles, alternativas y renovables. Energía eólica. Energía solar. Modelos numéricos de predicción meteorológica.

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

Se recomienda haber cursado asignaturas de física, matemáticas y meteorología en cursos de grado de titulaciones de ciencias o ingeniería.

 

Competencias

Competencias Básicas

  • CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
  • CB7. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
  • CB8. Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
  • CB9. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
  • CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Competencias Generales

  • CG01. Realizar experimentos de forma independiente y describir, analizar y evaluar críticamente los datos obtenidos. 
  • CG02. Identificar los elementos esenciales de un proceso o una situación compleja, y a partir de ellos construir un modelo simplificado y realizar estimaciones sobre su evolución futura. 
  • CG03. Idear la forma de comprobar la validez de un modelo e introducir las modificaciones necesarias cuando se observen discrepancias entre las predicciones del modelo y las observaciones. 
  • CG06. Elaborar adecuadamente y con cierta originalidad composiciones escritas o argumentos motivados, de redactar planes, proyectos de trabajo o artículos científicos o de formular hipótesis razonables. 

Competencias Específicas

  • CE12. Conocer técnicas exploratorias de recursos energéticos como la energía solar o la eólica. 
  • CE13. Conocer la instrumentación básica usada en la obtención de datos meteorológicos y recoger, interpretar y representar datos referentes a la Meteorología y la Climatología usando las técnicas adecuadas de campo. 
  • CE14. Aplicar los métodos estadísticos apropiados para el análisis de los datos meteorológicos. 

Competencias Transversales

  • CT01. Mostrar interés por la calidad y la excelencia en la realización de diferentes tareas. 
  • CT03. Tener un compromiso ético y social en la aplicación de los conocimientos adquiridos. 
  • CT04. Ser capaz de trabajar en equipos interdisciplinarios para alcanzar objetivos comunes desde campos expertos diferenciados. 

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

- Comprender el impacto ambiental que produce la transformación de la energía en las sociedades modernas.

- Conocer la disponibilidad de los recursos energéticos renovables de origen solar y eólico y ponerlos en relación con el consumo energético de las sociedades modernas.

- Comprender las características de los diferentes sistemas de transformación de la energía solar y eólica en electricidad en relación al recurso solar y eólico así como sus limitaciones físicas y tecnológicas.

- Conocer las diferentes metodologías para la medición y modelización de los recursos eólicos y solares.

- Conocer las diferentes metodologías para la predicción de la energía solar y eólica en escalas de minutos a días

- Conocer la variabilidad espacial y temporal de los recursos eólicos y solares y sus causas.

- Comprender los problemas que plantea para la gestión del sistema eléctrico la producción de los sistemas basados en energía solar y eólica y las diferentes metodologías que se pueden emplear para mitigar estos problemas.

Programa de contenidos Teóricos y Prácticos

Teórico

TEMARIO TEÓRICO:

BLOQUE TEMÁTICO I: EL ESCENARIO ENERGÉTICO Y LAS ENERGÍAS RENOVABLES.

  • Tema 1. Máquinas térmicas y producción de electricidad.
  • Tema 2. El escenario energético. 
  • Tema 3. Desarrollo sostenible y energías renovables.

BLOQUE TEMÁTICO II: ENERGÍA EÓLICA.

  • Tema 4. El viento a escala global, regional y local.
  • Tema 5. El recurso eólico.
  • Tema 6. Energía eólica.
  • Tema 7. Evaluación y predicción del recurso eólico. 

BLOQUE TEMÁTICO III: ENERGÍA SOLAR.

  • Tema 8. El recurso solar.
  • Tema 9. Predicción del recurso solar.
  • Tema 10. El recurso solar aplicado a la energía solar.
  • Tema 11. Energía solar.

 

Práctico

TEMARIO PRÁCTICO:

Seminarios/Talleres

  • Introducción a los modelos numéricos de predicción meteorológica. El modelo WRF. Aplicación a la estimación y predicción de los recursos eólico y solar.

 

PRÁCTICAS DE LABORATORIO:

Práctica 1: Evaluación del recurso eólico.

Práctica 2: Evaluación del recurso solar.

Práctica 3: Dimensionamiento de una instalación fotovoltaica.

Bibliografía

Bibliografía fundamental

  • BOYLE, G. RENEWABLE ELECTRICIY AND THE GRID. THE CHALLENGE OF VARIABILITY. EARTHSCAN, 2007.
  • BROWNSON, J. SOLAR ENERGY CONVERSION SYSTEMS. ACADEMIC PRESS. 2014.
  • EMEIS, STEFAN. WIND ENERGY METEOROLOGY. ATMOSPHERIC PHYSICS FOR WIND POWER GENERATION. SPRINGER-VERLAG 2013.
  • KARINIOTAKIS, G. RENEWABLE ENERGY FORECATING. ELSERVIER,2017
  • KLEISSL, J., (EDI). SOLAR ENERGY FORECASTING AND RESOURCE ASSESSMENT. ACADMIC PRESS 2013.
  • LANDBER, L. METEOROLOGY FOR WIND ENERGY: AND INTRODUCCTION. WILEY., 2015
  • MATHEW, S. WIND ENERGY: FUNDAMENTALS, RESOURCE, ANALYSIS AND ECONOMICS. SPRINGER-VERLAG BERLIN HEIDELBERG, 2006.
  • MYERS, D. SOLAR RADIATION PRACTICAL MODELING FOR RENEWABLE ENERGY APPLICATIONS. CRC PRESS 2013
  • TROCOLI, A. WEATHER AND CLIMATE SERVICES FOR ENERGY INDUSTRY. MACMILLAN. 2018

Bibliografía complementaria

  • BADESCU, VIOREL. MODELING SOLAR RADIATION AT THE EARTH SURFACE. SPRINGER, BERLIN 2008.
  • BOYLE G. RENEWABLE ENERGY: POWER FOR A SUSTAINABLE FUTURE. OXFORD UNIVERSITY PRES, 2004.
  • BOYLE, G, EVERETT, B Y J. RAMAGE. ENERGY SYSTEMS AND SUSTAINABILITY. OXFORD UNIVERSITY PRES, 2004.
  • COLEY, DAVID A. ENERGY AND CLIMATE CHANGE: CREATING A SUSTAINABLE FUTURE. CHICHESTER, WEST SUSSEX : JOHN WILEY, 2008.
  • EWAN D. DUNLOP, LUCIEN WALD AND MARCEL ŠÚRI, (EDIRS). SOLAR ENERGY RESOURCE MANAGEMENT FOR ELECTRICITY GENERATION FROM LOCAL LEVEL TO GLOBAL SCALE. NEW YORK: NOVA SCIENCE PUBLISHERS, 2006
  • FEDEROVICH, EVGENI. ATMOSPHERIC TURBULENCE AND MESOSCALE METEROLOGY. CAMBRIDGE UNIV. PRESS. 2010.
  • FOKEN, THOMAS. MICROMETEOROLOGY / THOMAS FOKEN. BERLIN: SPRINGER, 2008
  • GIPE, P. WIND POWER: RENEWABLE ENERGY FOR HOME, FARM, AND BUSINESS.WHITE RIVER JUNCTION (VT.): CHELSEA GREEN, 2004.
  • HINRICHS, R Y KLEINBACH, M., ENERGY ITS USE AND THE ENVIRONMENT.THOMSON PUBL. 2006
  • KÖLLER, JOHANN KÖPPEL, WOLFGANG PETERS. OFFSHORE WIND ENERGY: RESEARCH ON ENVIRONMENTAL IMPACTS. BERLIN: SPRINGER , 2006.
  • KREITH F. Y GOSWAMI, D. HANDBOOK OF ENERGY EFEICIENCI AND RENEWABLE ENERGY. CRC PRESS, 2007
  • KUTZ, M. ALTERNATIVE ENERGY PRODUCTION, J. WILEY, 2007.
  • PATEL, M. WIND AND SOLAR POWER SYSTEMS, CRC PRESS, 2006
  • PEINKE, J. WIND ENERGY: PROCEEDINGS OF THE EUROMECH COLLOQUIUM. BERLIN: SPRINGER, 2007.
  • RODRIGUEZ AMENEDO, J, BURGOS, J. Y ARNALTE S., (COORDINADORES). SISTEMAS EÓLICOS DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELECTRICA. EDITORIAL RUEDA, 2003
  • SHEPERD, W. ENERGY STUDIES.IMPERIAL COLLEGE PRESS.,2008
  • WISSER, W. ENERGY RESOURCES: OCCURRENCE, PRODUCTION, CONVERSION AND USE. SPRINGER-VERLAG, 2000.

Metodología docente

  • MD01 Lección magistral/expositiva 
  • MD03 Resolución de problemas y estudio de casos prácticos 
  • MD04 Prácticas de laboratorio o clínicas 
  • MD05 Seminarios 
  • MD09 Realización de trabajos individuales 

Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final.)

Evaluación Ordinaria

  • Valoración informes de prácticas y trabajos individuales.  Ponderación mínima/máxima = 30/40 %.
  • Pruebas escritas de teoría y problemas. Ponderación mínima/máxima =60/70 %
  • Entrega de problemas resueltos. Ponderación mínima/máxima = 5/10% 

Evaluación Extraordinaria

Examen escrito de teoría y problemas, relativos a todo el contenido de la asignatura.

Evaluación única final

Examen escrito de teoría y problemas, relativos a todo el contenido de la asignatura.

Información adicional

Al principio del curso, se llevarán a cabo reuniones de coordinación según establece el Sistema de la Garantía de la Calidad.